準結晶の衝撃的な起源|地学

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間違いなく世界で最も興味深いロックの話は、さらに別の方向に進んでいます.

まず、要約:数年前にイタリアの博物館の地下で発見された岩は、唯一知られている天然の「準結晶」であることが判明しました。繰り返します。追加のテストにより、岩石は太陽系の誕生時に形成された最も古い種類の隕石であることが明らかになりました。しかし、化学的に正反対の成分が含まれているため、45 億年前にそれらがすべて同じ岩石に閉じ込められた方法を誰も想像できませんでした。

スペースロックの形成に関するさらなる手がかりを求めて、プリンストン大学の物理学者ポールスタインハルト、イタリアの地質学者ルカビンディ、および共同研究者は、1979 年にロシア北東部の遠隔地にある川床からプラチナを探しているときに、スペースロックを引き抜いた無意識の発見者を追跡することに成功しました。 2 年前に報告したように、スタインハルトとその仲間は象牙の塔を離れ、ガタガタのスノーキャットに乗ってツンドラを横断し、彼らの標本が流れてきた小川を見つけただけでなく、古代の隕石の粒子をさらに集めました。

遠征の戦利品は、新たな疑問を生んだ。新たに発見された隕石粒子のいくつかは極端な衝撃の兆候を示しましたが、これは太陽系の誕生時に形成された隕石の特徴とはまったく異なります。おそらく、隕石は最初にそのように形成され、その後、壮大な衝突を経験した小惑星に埋め込まれた.問題は、準結晶の斑点が最初からそこにあったのか、それとも小惑星の衝突による衝撃がその形成の引き金となったのか?

科学者たちは、準結晶がどのように形成されるかについて長い間議論してきました。それらの存在は、伝統的な結晶学に直面しています。結晶は、正確な繰り返しが空間を満たす正方形や六角形などの原子モチーフで構成されているのに対し (4 種類の回転対称性のみを許可する規則)、準結晶は、5 角形、10 角形、および繰り返しのない配置でのみ空間を並べるその他の形状のモチーフで構成されています。、構造全体が無限の数の可能な回転対称性を持つことを可能にする自由。 1982年に実験室で最初のものが偶然に鍛造されて以来、何百もの合成準結晶が製造されてきた.

それが、最新のプロットツイストを非常に興味深いものにしている理由です。

カリフォルニア工科大学のポールアシモウは、スタインハルト、ビンディなどと協力して、古代の隕石が経験した衝撃を再現しようと試みました。彼らは岩の中にある鉱物を部屋に積み込み、長さ 4 メートルの推進剤銃を使用して、材料のスタックに発射体を発射しました。

衝突によって生成された物質の寄せ集めの中で、科学者たちは、実験室で作成されたことのない新しい種類の準結晶の島を発見しました。 (これらの微視的な領域の 1 つの五角形の対称性は、上部の電子後方散乱回折画像で見ることができます。)

この調査結果は、Proceedings of the National Academy of Sciences の最新号で報告されています。、ロシアの隕石の準結晶が実際に衝撃イベント中に形成されたことを示しています。しかし、科学者たちは、衝撃によっていかに容易に準結晶が形成されたかに非常に驚いた。彼らの実験は、研究室で準結晶が製造される厳密に制御された低圧条件とはまったく異なります.

「これが示唆することは、これらの高圧では、準結晶の形成がエネルギー的に非常に有利になり、たとえこれが意図されていなかったとしても形成されるということです」とSteinhardtは言いました。「これが準結晶について私たちに教えてくれるのは、準結晶は多くの人が考えているほど繊細ではないということです。衝撃条件下や空気中でさえ、特別に準備された出発物質がなくても形成できます.また、このアプローチによって新しい準結晶となるものが生成されるため、同様の実験によって他の新しい準結晶が形成される可能性があることを示唆しています。」

なぜ衝撃がこれほど優れた準結晶触媒なのか、そもそもロシアの隕石の中で特定の元素がどのように集まったのかはまだわかっていません。しかし、これらの科学者はそれに取り組んでいます.

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